每次与Java组的同事们坐下来谈技术、谈理想、谈人生时，Java组的同事总会向我们投来羡慕的眼光：卧槽！又是自己开发的工具，太NB了。这时C程序 员们的脸上就会洋溢出自豪的笑容，然后内心骂道：谁让我们没有现成的呢。另一个空间里的某些“无C不欢”们或者某些“C Guru”们会骂道：靠，有了也不用，自己写！

有时候，C程序员真的有一种下意识：不情愿使用其他语言开发的工具、框架或服务，且比其他程序员更爱“重新发明轮子”（有利有弊）。也许这是某种 骨子里的自负在搞怪；另外一个极端：今天和我聊天的一个经验丰富的C程序员还在忧虑：如果离职是否有公司会要他:(。

其实这个时代的C程序员一直活得挺纠结^_^。

这个世界，软硬件发展日新月异，越来越多的后端程序用Java等其他语言实现。Java高级选手在这个世界上也甚是吃香，这个你看看各大招聘网站 就知道了。再听听坊间“BAT”三巨头给出的高高在上的offer价格，也可以看出Java程序员是多么的有“钱途”和受欢迎了。当然拿好offer的前提是你的Java底子不薄。

其实无论用什么编程语言，成为牛人后，钱途也都是杠杠的。

没有什么好的开场白，于是有了上面一些“胡言乱语”。我们言归正传。

本文是一篇初级技术博文。讲的是如何使用ZooKeeper C API通过ZooKeeper的服务实现分布式系统的Leader选举。当然这一试验是为了尝试解决我们自己的分布式系统在集中配置数据分发这一环节上的 一个“固疾”。还好我还不那么纠结，也没有重新实现ZooKeeper的冲动，于是我就用了ZooKeeper这一Java实现的成熟的分布式 系统的服务框架。

* 搭建ZooKeeper服务环境

    – 下载官方stable release版本 – ZooKeeper3.4.5。解压后，将$ZooKeeper_INSTALL_PATH/bin加入到PATH变量中（其中ZooKeeper_INSTALL_PATH为解压后ZooKeeper-3.4.5目录的绝对路径）。

    – 试验环境下，最简单的ZooKeeper用法就是使用单机版。
      进入到$ZooKeeper_INSTALL_PATH/conf下，将zoo_sample.cfg改名为zoo.cfg，即可作为单机版ZooKeeper的配置文件。当然你也可以像我一样随意修改修改：

      # The number of milliseconds of each tick
   tickTime=2000
   # The number of ticks that the initial
   # synchronization phase can take
   initLimit=5
   # The number of ticks that can pass between
   # sending a request and getting an acknowledgement
   syncLimit=2

   dataDir=/home/tonybai/proj/myZooKeeper
   # the port at which the clients will connect
   clientPort=2181
       
      如果你要体验多机版ZooKeeper服务，那你还要继续动动手脚，以双机版为例，假设有两个ZooKeeper节点(10.0.0.13和10.0.0.14)：

      10.0.0.13上的ZooKeeper节点1的配置文件如下：

     # The number of milliseconds of each tick
   tickTime=2000
   # The number of ticks that the initial
   # synchronization phase can take
   initLimit=5
   # The number of ticks that can pass between
   # sending a request and getting an acknowledgement
   syncLimit=2

   dataDir=/home/tonybai/proj/myZooKeeper
   # the port at which the clients will connect
   clientPort=2181

   server.1=10.0.0.13:2888:3888 
   server.2=10.0.0.14:2888:3888

     10.0.0.14上的ZooKeeper节点2的配置文件如下：

     # The number of milliseconds of each tick
   tickTime=2000
   # The number of ticks that the initial
   # synchronization phase can take
   initLimit=5
   # The number of ticks that can pass between
   # sending a request and getting an acknowledgement
   syncLimit=2

   dataDir=/home/tonybai/proj/myZooKeeper
   # the port at which the clients will connect
   clientPort=2181

   server.1=10.0.0.13:2888:3888
   server.2=10.0.0.14:2888:3888

      别忘了在每个节点的dataDir下分别创建一个myid文件：
      在10.0.0.13节点1上执行：
      
     $> echo 1 > myid

      在10.0.0.14节点2上执行：
     
   $> echo 2 > myid

      启动ZooKeeper执行：
      $> zkServer.sh start

      模拟一个客户端连到ZooKeeper服务上：
      $> zkCli.sh

      成功链接后，你将进入一个命令行交互界面：
       [zk: 10.0.0.13:2181(CONNECTED) 1] help
    ZooKeeper -server host:port cmd args
    connect host:port
    get path [watch]
    ls path [watch]
    set path data [version]
    rmr path
    delquota [-n|-b] path 
        … …

* 选主原理

   ZooKeeper在选主过程中提供的服务就好比一栋名为"/election"小屋，小屋只有一个门，各节点只能通过这个门逐个进入。每个节点进入后， 都会被分配唯一编号(member-n)，编号n自小到大递增，节点编号最小的自封为Leader，其他节点只能做跟班的（follower) – 这年头还是小的吃香：原配干不过小三儿，小三儿干不过小四儿，不是么^_^！）。
   每当一个节点离开，ZooKeeper都会通知屋内的所有节点，屋内节点收到通知后再次判断一下自己是否是屋内剩余节点中编号最小的节点，如果是，则自封为Leader，否则为Follower。

   再用稍正式的语言重述一遍：

   各个子节点同时在某个ZooKeeper数据路径/election下建立"ZOO_SEQUENCE|ZOO_EPHEMERAL"节点 – member，且各个节点监视(Watch) /election路径的子路径的变更事件。ZooKeeper的sequence节点特性保证节点创建时会被从小到大加上编号。同时节点的 ephemeral特性保证一旦子节点宕机或异常停掉，其对应的member节点会被ZooKeeper自动删除，而其他节点会收到该变更通知，重新判定 自己是leader还是follower以及谁才是真正的leader。

* 示例代码

关于ZooKeeper的C API的使用资料甚少，但这里就偏偏要用C API举例。

C API的安装方法：进入$ZOOKEEPER_INSTALL_PATH/src/c下面，configure->make->make install即可。

ZooKeeper的C API分为同步与异步两种模式，这里简单起见用的都是同步机制。代码不多，索性全贴出来。在这里能checkout到全部代码。

/* election.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include "zookeeper.h"

static int
is_leader(zhandle_t* zkhandle, char *myid);

static void
get_node_name(const char *buf, char *node);

struct watch_func_para_t {
    zhandle_t *zkhandle;
    char node[64];
};

void
election_children_watcher(zhandle_t* zh, int type, int state,
                      const char* path, void* watcherCtx)
{
    int ret = 0;

    struct watch_func_para_t* para= (struct watch_func_para_t*)watcherCtx;

    struct String_vector strings;
    struct Stat stat;

    /* 重新监听 */
    ret = zoo_wget_children2(para->zkhandle, "/election", election_children_watcher,
                             watcherCtx, &strings, &stat);
    if (ret) {
        fprintf(stderr, "child: zoo_wget_children2 error [%d]\n", ret);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* 判断主从 */
    if (is_leader(para->zkhandle, para->node))
        printf("This is [%s], i am a leader\n", para->node);
    else
        printf("This is [%s], i am a follower\n", para->node);

    return;
}

void def_election_watcher(zhandle_t* zh, int type, int state,
        const char* path, void* watcherCtx)
{
    printf("Something happened.\n");
    printf("type: %d\n", type);
    printf("state: %d\n", state);
    printf("path: %s\n", path);
    printf("watcherCtx: %s\n", (char *)watcherCtx);
}

int
main(int argc, const char *argv[])
{

    const char* host = "10.0.0.13:2181";
    zhandle_t* zkhandle;
    int timeout = 5000;
    char buf[512] = {0};
    char node[512] = {0};

    zoo_set_debug_level(ZOO_LOG_LEVEL_WARN);
    zkhandle = zookeeper_init(host, def_election_watcher, timeout,
                              0, "Zookeeper examples: election", 0);
    if (zkhandle == NULL) {
        fprintf(stderr, "Connecting to zookeeper servers error…\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* 在/election下创建member节点 */
    int ret = zoo_create(zkhandle,
                        "/election/member",
                        "hello",
                        5,
                        &ZOO_OPEN_ACL_UNSAFE,  /* a completely open ACL */
                        ZOO_SEQUENCE|ZOO_EPHEMERAL,
                        buf,
                        sizeof(buf)-1);
    if (ret) {
        fprintf(stderr, "zoo_create error [%d]\n", ret);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    get_node_name(buf, node);
    /* 判断当前是否是Leader节点 */
    if (is_leader(zkhandle, node)) {
        printf("This is [%s], i am a leader\n", node);
    } else {
        printf("This is [%s], i am a follower\n", node);
    }

    struct Stat stat;
    struct String_vector strings;
    struct watch_func_para_t para;
    memset(&para, 0, sizeof(para));
    para.zkhandle = zkhandle;
    strcpy(para.node, node);

    /* 监视/election的所有子节点事件 */
    ret = zoo_wget_children2(zkhandle, "/election", election_children_watcher, &para, &strings, &stat);
    if (ret) {
        fprintf(stderr, "zoo_wget_children2 error [%d]\n", ret);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* just wait for experiments*/
    sleep(10000);

    zookeeper_close(zkhandle);
}

static int
is_leader( zhandle_t* zkhandle, char *myid)
{
    int ret = 0;
    int flag = 1;

    struct String_vector strings;
    ret = zoo_get_children(zkhandle, "/election", 0, &strings);
    if (ret) {
        fprintf(stderr, "Error %d for %s\n", ret, "get_children");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* 计数 */
    for (int i = 0;  i < strings.count; i++) {
        if (strcmp(myid, strings.data[i]) > 0) {
            flag = 0;
            break;
        }
    }

    return flag;
}

static void
get_node_name(const char *buf, char *node)
{
    const char *p = buf;
    int i;
    for (i = strlen(buf) – 1; i >= 0; i–) {
        if (*(p + i) == '/') {
            break;
        }
    }

    strcpy(node, p + i + 1);
    return;
}

编译这个代码：
$> gcc -g -std=gnu99 -o election election.c -DTHREADED -I/usr/local/include/zookeeper -lzookeeper_mt -lpthread

验证时，我们在不同窗口启动三次election程序：

窗口1， election启动：

$> election
Something happened.
type: -1
state: 3
path:
watcherCtx: Zookeeper examples: election
This is [member0000000001], i am a leader

窗口2，election启动：

$> election
Something happened.
type: -1
state: 3
path:
watcherCtx: Zookeeper examples: election
This is [member0000000002], i am a follower

此时窗口1中的election也会收到/election的字节点增加事件，并给出响应：

This is [member0000000001], i am a leader

同理当窗口3中的election启动时，窗口1和2中的election都能收到变动通知，并给予响应。

我们现在停掉窗口1中的election，大约5s后，我们在窗口2中看到：

This is [member0000000002], i am a leader

在窗口3中看到：

This is [member0000000003], i am a follower

可以看出窗口2和3中的election程序又做了一次自我选举。结果窗口2中的election由于节点编号最小而被选为Leader。

本文翻译自Dr. Dobb’s杂志主编Andrew Binstock的"Advice to a new programmer"一文。

总是有太多的建议摆在新手程序员面前，以致他们难于选择从何处开始。然而，所有这些建议都是建构在下面这五条实践的基础之上的。

每隔几个月，我就会收到一些勤奋有加的新手程序员的求助，他们希望知道如何才能成为一名真正优秀的程序员。在一些程序员论坛上，我也能看到为数不 少的类似问题，这是一个令人鼓舞的趋势。一些最周全的答案往往与我对这个问题的看法相似，这表明在基础的最佳实践上确实存在着某种一致。因此我下 面的建议并非原创，不过也许我的这些补充会提供给你更进一步的理解。

我印象中的新手程序员基本了解编程的原理，写过程序，但大多规模较小且复杂度不一，致力于某个领域的工作或自己或他人个人项目。

编程工作只有一种真正的基础活动，那就是写代码。要想擅于编程，你就必须编写大量的代码。 大量的工作可能成为一种促进你成长的工具，也可能是一些有限技能的重复练习。为了避免成为后者，你应该做到：

阅读大量代码。尤其是阅读大量由卓越程序员编写的代码。记住：不仅读那些坐在大厅里的优秀程序员的代码，更要读那些卓越程序员的。 在开源软件大行其道的今天，做到这些十分容易。当我学习Java时，我读了Tomcat的代码，读了Cruise Control CI服务器的代码。自从那时起，我已经读了大量优秀的代码。

阅读代码时很容易从main函数开始，但这样一来，你很可能会在初始化以及命令行解析代码上花费大量时间。我更喜欢根据源文件名寻找一些令我感兴 趣的功能实现，然后深入阅读这些源文件。理解整个项目或整体设计的来龙去脉并不是关键，做这些会让你感觉筋疲力尽的。阅读代码。查看注释，弄清楚 作者在做什么以及是如何着手做的。

彻底了解你的工具。我认为损耗编程时间最多的不是调试或重写代码，而是因开发人员对其所使用工具的不熟悉而导致的无数碎片时间的损 耗。我所指的工具包括：集成开发环境（IDE）、编程语言、构建系统以及版本控制系统。其中，集成开发环境和编程语言是到目前为止最为重要的。经 过几个星期的练习，你应该知道集成开发环境中的几乎每个按键组合，这样你只有在为了节省按键时间时才使用鼠标。如果你知道按键组合，你就知道了这 些命令。但如果你只使用鼠标，你只会知道菜单，菜单上面有你倾向于点击的相同的一个或两个条目。因此了解集成开发环境是一种不折不扣的纪律。

了解大型编程语言，诸如Java或C++，需要的不仅仅是纪律。它们自身规模庞大，它们的库亦规模庞大。阅读代码是我认为的了解编程语言最好的方式，阅读 那些使用了你所未知特性的代码并寻找机会使用它们。书籍（而不是博客）是另外一个极好的资料来源。了解你目前正在使用的特性的外围，很快你就会发现外围扩 大了。了解版本控制系统和构建系统将让你成为一个理想的团队成员 — 不会因为对重要操作的无知而浪费时间。

动手编码前先规划好你的代码。我认为这是建议列表中最难做的一项，但同时它也可能给你换来最多的益处。我所指的并不是正式的设计 – 在这个阶段正式设计一般不是必要的。不过你确实应该用一种其他方式精心策划一下代码，而不仅仅是将思路放在脑子里。最简单的方法就是编写一个小文档（我经 常使用的是思维导图）：代码的需求是什么？你打算如何实现它？还有哪些目前未知的事情需要去了解？我需要或需要创建什么对象？将这些都写出来。只有在这样 之后开始编码，你才会发现代码变得更加容易编写了，更容易形成文档了，也更容易修改了。将你的笔记保存下来 – 它们将是很好的参考资料。

大量编写代码并进行代码评审。如果你那里不做代码评审，那你就自己来做。找出那些最好的程序员，并且你可以通过某种方式听 到和理解他们给你的有用的建议。别做令人讨厌的人，但也不能因为你害羞，忙碌或自负而回避这个过程。代码评审应该成为你编程人生的一部分。要有创造性。试 试在某个下午与比你更牛的程序员一起做结对编程。重要的是你需要反馈，而这些反馈是你自己无法给予自己的。

编码与写测试并驾齐驱。这也许是这里唯一有争议的一条。它并非是对TDD的认可(译注：测试驱动开发)。但这里要认可的是你的代码 在大多数要面对的场合里都是可以工作的。开始单元测试，并用边缘值测试新代码。例如，当传入一个负数或者是整型数最大值时，你的函数是否还能正常工作？如 果不能，你的函数是否抛出了一个信息详实的异常或只是崩溃退出？如果不是异常，你是否使用了断言(assert)来缩小输入的范围？如果这么做了，那就测 试这个断言。利用之前做的规划编写一些模拟(mock)测试，接下来用这些模拟对象去开始测试你的新代码。这将有助于阐明你当前代码中的设计问题以及即将 实现的对象。保存你的测试代码，在每次签入代码前都运行它们，这些测试将成为后续那些破坏你当前代码的新代码的早期预警系统。

还有许多建议和至理名言可以添加到这个列表中。但这本身就是问题的一部分：过多的建议将导致新手难于知道到底从何处开始。因此，我故意将我的建议缩减到仅 剩五点。如果你能勤奋地运用这五点建议实践，你会很快发现两件事情：你将可以逐步应付更大更重要的任务了，并且当你回首翻看你几个月之前编写的代码时，你 会觉得尴尬。

毫无疑问这两种感受都是你进步的标志。祝你好运！